微泡空化时细胞膜和血管通透性的变化。电子显微镜已经证明,在细胞膜内产生的小孔与微泡的崩溃和射流的产生有关。根据超声参数,细胞膜内产生的孔隙可能是短暂的,导致细胞死亡或成功地将外源物质引入细胞质。除了改变细胞膜通透性外,将超声应用于含有微泡的小血管还能改变血管壁的通透性,导致颗粒外渗到间隙。这种***通透性的变化取决于泡的大小、壳的组成以及***直径与泡直径的比值。改变超声参数,如声压和脉冲间隔,以及物理参数,如注射部位和微血管压力,可以比较大限度地提高微球的局部药物递送。在超声中心频率为1MHz的情况下,0.75MPa的压力足以在体外大鼠肌肉微循环中产生***破裂。超声脉冲间隔既影响观察到外渗的点数,也影响输送的物质体积,两者在脉冲间隔为5s时均达到比较大值。人们认为,要使输送的物质体积比较大化,需要将微泡补充到脉冲之间的区域。研究还表明,随着***血压的升高,微泡通过***壁的运输也会增加。几种类型的配体已被偶联到微泡上,包括抗抗体、多肽和维生素。制备超声微泡设计
将配体附着在微泡表面的基本方法有两种:要么通过直接共价键,要么通过生物素-亲和素连接。生物素-亲和素连接是一种直接的技术,其中生物素化的配体通过亲和素桥连接到生物素化的微泡上。尽管生物素-亲和素连锁在概念验证和临床前靶向研究中很有用,但免疫原性使其无法转化为人类。共价连接是更可取的和可以在创建微泡壳之前或之后进行。偶联到预形成的微泡上的策略包括通过碳二亚胺和n-羟基磺基琥珀酰亚胺将配体的氨基与微泡壳上的羧基结合,或者可选地将配体上的巯基与微泡壳上的马来酰亚胺结合。关于偶联化学的更多细节可以在A.L.Klibanov**近的一篇综述中找到。对于脂质包被的药物,使用预形成的配体-脂聚合物的优点是,在临床环境中,从微泡产生到给药到患者体内所需的步骤更少。然而,通过后期连锁,通过对预形成的微泡进行一系列修饰,可以更有效地利用配体。制备超声微泡设计超声照射联合纳米微泡的生物学效应。
超声微泡造影剂在******中应用。***的**早指标之一是单核细胞与内皮细胞的***和附着。这是由白细胞粘附分子(lam)如细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的上调介导的。1997年,用于常规心肌超声造影的带有白蛋白壳的超声造影剂在某些病理条件下通过心肌的转运时间较慢。在体外实验中,这些微泡优先粘附在表达lam的内皮细胞上。随后,含有针对ICAM-1的单克隆抗体的超声造影剂在体外和体内均显示出良好的结合效率。Villanueva等人和其他人描述了使用微泡对炎症进行主动靶向,其中在炎症反应期间***的内皮细胞使用微泡进行靶向。Takalkar等人使用平行板流室来测定抗icam-1靶向的微泡对白细胞介素-1人工***的内皮细胞的粘附性。增加了40倍与非靶向对照相比,靶向微泡发生了微泡粘附。微泡以高达100s-1的剪切速率粘附,这是较大小静脉的特征。其他白细胞粘附分子在炎症和缺血-再灌注损伤中上调。特别有趣的是p-选择素,它已被超声造影剂靶向炎症小鼠模型。Rychak等人**近证明了可变形微泡与p-选择素的靶向粘附。
通过超声微泡诱导空化可以改变**血管和细胞膜的通透性。稳定空化(SC)和惯性空化(IC)都可以对*组织的血管壁和细胞膜造成机械干扰,从而提高EPR在**中的作用。超声作用于含有超声微泡的血管,可改变血管壁的通透性,导致药物外渗至间隙。***通透性的改变取决于多种因素,包括壳成分、气泡大小、***直径与气泡直径之比以及超声参数。除了改变血管壁的通透性外,超声微泡的空化还可以增强细胞膜的通透性。气泡的破裂和相关射流的产生可以瞬间破坏相邻的细胞膜。细胞膜内产生小孔,导致可修复或不可修复的声穿孔。在不同的超声参数下,细胞膜内会产生短暂的孔,外源物质因此可以被运输到细胞质中。超声微泡的崩溃还可以引起**组织中的细胞死亡,这进一步减轻了固体应力,并可以减少更深穿透的障碍。研究表明,空化效应可以通过三种不同的机制改变血管和细胞膜通透性:(1)在SC过程中振荡气泡受到规律的机械干扰时,细胞膜电位发生改变以促进内吞摄取。(2)在从SC到IC的转变过程中,振荡泡的体积发生了变化。血管内皮细胞之间的间隙暂时增加,血管内皮的完整性被破坏,从而增强了活性物质的扩散,活性物质可以进入组织。(3)基于IC产生的声孔作用,血管内皮细胞内产生瞬时孔隙。 微泡表面选择合适的偶联化学和修饰顺序取决于配体的类型。
微泡的惯性空化和破坏可产生强大的机械应力,增强周围组织的渗透性,并可进一步增加药物从血液外渗到细胞质或间质中。超声造影剂是高回声的微泡,具有许多独特的性质。微泡基本上可以提高常规超声成像对微循环的灵敏度。微泡响应入射超声脉冲的共振导致非线性谐波发射,在微泡特异性成像中作为微泡的特征。高频超声的稳定空化也可以温和地增加组织的通透性,即使在高的情况下也不会造成任何损害声压。微泡可以携带药物,释放药物超声介导的微泡破坏同时增强血管通透性,增加药物在组织中的沉积。可以将各种靶向配体偶联到微泡表面,实现配体定向和位点特异性积累,用于靶向成像。气泡将改变血管壁,允许药物剂外渗,通过将微泡与颗粒和染料共同注射,可评估血管外药物递送的可行性。西藏肺靶向超声微泡
荧光标记的靶向微泡在血管生成过程中的应用。制备超声微泡设计
超声已被证明可以增强溶栓,超声与微泡结合使用,在溶解血栓方面比单独使用造影剂或超声更成功。**近,Unger等人开发了一种针对活化血小板的超声造影剂MRX408。该试剂使用另一种结合方法,将精氨酸甘氨酸天冬氨酸(RGD)分子直接附着在造影剂的表面。RGD与活化血小板上存在的糖蛋白IIB/IIIA受体结合。MRX408已被证明可以提高血栓的可见性,并在体外和体内更好地表征血栓的范围。超声已被证明可以增强溶栓,无论是否添加微泡,通常与静脉绐药溶栓剂结合使用。超声频率为1-2 MHz时,已证明有效溶栓并将***相关出血降至比较低。靶向微泡或游离微泡可静脉注射或直接进入血栓。超声引导溶栓***背后的机制涉及到微泡本身的机械特性。在低频和高功率下,造影剂会膨胀和收缩,并有可能使血栓破裂。此外,t-PA等溶栓剂可以被纳入气泡中,并在气泡破裂时沉积到血栓中。制备超声微泡设计